Английские студенты разработали инновационный солнечный автомобиль
Новый солнечный автомобиль, который назвали «Resolution», согласно его создателям, «переписывает все правила» транспортных средств, дружественных к окружающей среде. Автомобиль был разработан студентами из Кембриджского университета, сообщает phys.org.
Команда со своей машиной будет участвовать в 3000-километровой гонке от Дарвина до Аделаиды в Австралии в октябре. Конкуренты со всех континентов будут представлять транспортные средства, которые должны приводиться в действие одним только солнцем.
Разработчики надеются, что радикально отличающийся дизайн «Resolution», в особенности ряд движущихся солнечных батарей, которые максимизируют «сбор» энергии, отслеживая путь солнца по небу, позволит им занять первое место. За 26-летнюю историю соревнования, британские команды ни разу не одерживали победу.
«Resolution» отличается потому, что преодолевает одно из главных ограничений, с которыми сталкивается большинство автомобилей на солнечной энергии, - сказал Кено Марио-Гае, менеджер команды Кембриджского университета. - Традиционно, структура солнечного автомобиля сводится к тому, что конструкторам приходится жертвовать аэродинамикой ради эффективности солнечных панелей. Так эти автомобили разрабатывались в течение последних 10 лет, и именно поэтому они все обычно очень похожи.
Фото с сайта cuer.co.uk
Мы перевернули эту концепцию с ног на голову. Наше представление состоит в том, что солнечные батареи должны быть приспособлены к движению солнца, но автомобилю нужна обтекаемая форма, которая бы удовлетворяла потребностям аэродинамики. Чтобы сделать автомобиль максимально быстрым и мощным, мы должны были найти способ выделить каждый из этих аспектов, вместо того, чтобы найти компромисс между ними».
Решением команды, в конечном счете, стала установка солнечных батарей в кормовую часть, на пластине, отслеживающей движение солнца. Эта пластина следует за траекторией солнца и перемещает сами батареи, так, чтобы они оптимально собирали солнечную энергию. Команда считает, что это даст автомобилю на 20 процентов больше энергии.
Эта структура располагается под «куполом», который продолжает каплеобразную форму всего транспортного средства. Так как солнечные батареи «упакованы» внутрь корпуса, а не являются его частью, вопрос производства электроэнергии не ставит под угрозу аэродинамику автомобиля.
Фото с сайта cuer.co.uk
«Resolution» меньше, чем 5 метров в длину, около 0.8 метров в ширину и приблизительно 1.1 метр в высоту. Путешествие в автомобиле через всю австралийскую пустыню не будет очень комфортным – кабина водителя очень мала, фактически, водитель должен быть ростом, максимум 160 сантиметров. Это, однако, преднамеренные уступки, на которые пошла команда для создания транспортного средства, максимально быстрого и эффективного. В солнечных автомобилях, которые будут создаваться не для гоночных соревнований, вероятно, предпочтение будет отдаваться комфорту.
Вес автомобиля составляет 120 килограмм, а максимальная скорость – почти 140 километров в час (почти 87 миль в час), но потребление энергии такое же, как у фена или утюга. Такой результат достигается, благодаря максимизации эффективности на каждом уровне - например, двигатель расположен в центре колеса, что избавляет от необходимости использования механизмов, цепей или дифференциалов, которые понизили бы его эффективность в целом.
Фото с сайта cuer.co.uk
Транспортное средство также было оснащено бортовой телеметрией - «интеллектуальный круиз-контроль», который принимает во внимание трафик, погоду и стиль вождения, советует, как оптимизировать эффективность транспортного средства во время самой гонки.
«Эффективность – это наша реальная сила, и это - то, что поможет нам конкурировать с многочисленными командами, которые принимают участие в конкурсе в этом году, - добавил Марио-Гае. – В процессе работы над «Resolution» мы также проводили эксперименты с материалами, которые мы используем. Конечной целью была оптимизация солнечных батарей, которые питают машину.
Совокупный эффект, как мы думаем, получился радикальным: мы создали элементы, которые могут использоваться более широко в «зеленых» технологиях в будущем. Британская команда не выигрывала эти гонки прежде, но нет причины, почему мы не можем быть первыми, кто это сделал».
Цель соревнования World Solar Challenge – продвижение автомобилей, работающих на солнечной энергии. Популярность соревнования растет с каждым годом. Желаем удачи британской команде. Кто знает, если они выиграют, возможно, и в наших городах в солнечные дни появятся «зеленые» и умные машинки-капельки.
Комментарии читателей Оставить комментарий
основная проблема то пока в способах аккумулирования этой самой энергии.
газ-бензин просто самый удобный и практичный.
ну а способов получения энергии как грязи.
Из-за теоретических ограничений в преобразовании спектра в полезную энергию (около 30 %) для фотоэлементов первого и второго поколения требуется использование больших площадей земли под электростанции. Например, для электростанции мощностью 1 ГВт это может быть несколько десятков квадратных километров (для сравнения, — гидроэнергетика, при таких же мощностях, выводит из пользования заметно большие участки земли), но строительство солнечных электростанций такой мощности может привести к изменению микроклимата в прилегающей местности и поэтому в основном устанавливаются фотоэлектрические станции мощностью 1 — 2 МВт недалеко от потребителя или даже индивидуальные и мобильные установки. Фотоэлектрические элементы на крупных солнечных электростанциях устанавливаются на высоте 1,8—2,5 метра, что позволяет использовать земли под электростанцией для сельскохозяйственных нужд, например, для выпаса скота. Проблема нахождения больших площадей земли под солнечные электростанции решается в случае применения солнечных аэростатных электростанций, пригодных как для наземного, так и для морского и для высотного базирования.
Поток солнечной энергии, падающий на установленный под оптимальным углом фотоэлемент, зависит от широты, сезона и климата и может различаться в два раза для заселённой части суши (до трёх с учётом пустыни Сахары)[4]. Атмосферные явления (облака, туман, пыль и др.) не только изменяют спектр и интенсивность падающего на поверхность Земли солнечного излучения, но и изменяют
Достоинства
Общедоступность и неисчерпаемость источника.
Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).
Этот луч солнца используется как источник тепловой энергии для нагрева рабочей жидкости, которая расходуется для электрогенерации по аналогии с обычными ТЭЦ или накапливается для сохранения энергии[3]. Преобразование солнечной энергии в электричество осуществляется с помощью тепловых машин:
паровые машины (поршневые или турбинные), использующие водяной пар, углекислый газ, пропан-бутан, фреоны;
двигатель Стирлинга;
термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергии в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор).
солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием).
Поток солнечного излучения, проходящий через площадку в 1 м², расположенную перпендикулярно потоку излучения на расстоянии одной астрономической единицы от центра Солнца (на входе в атмосферу Земли), равен 1367 Вт/м² (солнечная постоянная). Из-за поглощения, при прохождении атмосферной массы Земли, максимальный поток солнечного излучения на уровне моря (на Экваторе) — 1020 Вт/м². Однако следует учесть, что среднесуточное значение потока солнечного излучения через единичную горизонтальную площадку как минимум в три раза меньше (из-за смены дня и ночи и изменения угла солнца над горизонтом). Зимой в умеренных широтах это значение в два раза меньше.
Возможная выработка энергии уменьшается из-за глобального затемнения — уменьшения потока солнечного излучения, доходящего до поверхности Земли.
Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения:
фотовольтаика — получение электроэнергии с помощью фотоэлементов;
гелиотермальная энергетика — нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи, и последующее распределение и использование тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой для последующего использования нагретой воды в отоплении или в паровых электрогенераторах). В качестве особого вида станций гелиотермальной энергетики принято выделять солнечные системы концентрирующего типа (CSP - Concentrated solar power). В этих установках энергия солнечных лучей с помощью системы линз и зеркал фокусируется в концентрированный луч солнца.